新人教版《原子结构》例题讲解

原子结构例1.下列电子层中，包含有f能级的是（）A.K电子层B.L电子层C.M电子层D.N电子层解析：K电子层（n=1）中,l的取值只能为O，对应的是1s能级；L电子层（n=2）中的取值只能为0或1，对应的是s、p能级（即2s和2p）；M电子层（n=3）中,l的取值有0、1、2,对应的是s、p、d能级（即3s、3p、3d）；N电子层（n=4）中，l的取值有0、1、2、3，对应的能级是s、p、d、f（即4s、4p、4d、4f）。而根据l与n的关系规律，l=3时，n的最小取值是l+1=3+1=4。即只有n≥4的电子层中才有f能级。所以，当n的取值分别是1、2、3时对应的K电子层、L电子层和M电子层中均无f能级。答案：D例2.若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（）A．该元素基态原子中共有3个电子B．该元素原子核外有5个电子层C．该元素原子最外层共有3个电子D．该元素原子M能层共有8个电子分析根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可见：该元素原子中共有39个电子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层上有2个电子。答案B例3.为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中，不符合这一理论的是（）A.电子绕核运动具有特定的半径和能量B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量C.电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线解析：D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多重谱线，需用量子力学所建立的四个量子数来描述核外电子的动动状态。答案：D例4.某基态原子第四电子层只有2个电子，该原子的第三电子层电子数可能有（）.18C～18～32解析：考查知识点核外电子的排布规律。第三电子层为原子的此外层时，对应原子轨道分别为3s3p3d，因为此时4s已填充电子，3s、3p肯定填满，3d可能填充，也可能未填充电子，其电子数一定在8～18之间。答案：C例5.下列有关电子云的叙述中，正确的是（）。A.电子云形象地表示了电子在核外某处单位微体积内出现的概率B.电子云直观地表示了核外电子的数目电子云界面图是一个球面，表示在这个球面以外，电子出现的概率为零D.电子云是电子绕核运动形成了一团带负电荷的云雾解析：为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现几率的大小：点密集的地方，表示电子出现的几率大；点稀疏的地方，表示电子出现的几率小，这就是电子云。1s电子云界面以外，电子出现的概率（几率）不为零，只是出现的几率很小。答案：A例6.在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是（）解析：1s轨道和2p轨道的图像分别为：由图像可看出，呈球对称性的为1s原子轨道。答案：A例7．实验测定×1023个由氕、氘、氚组成的氢分子的质量时所得数值可能有：A3种B4种C5种D6种此题的关键是按照有序思维把三种氢原子进行两两组合得出其可能的组合方式，同时注意思维的严谨性2H2与1H3H形成的氢分子种类不同但式量相同。答案C正确。统一原则快速比较微粒半径例2．将下列各组微粒半径由小到大排序：（1）Na，Si，P；（2）O2-，Mg2+，Al3+；（3）Ca，Ba，Ca2+；（4）Cl-，F，F-；（5）Si，Pb，Sn。微粒半径比较原则：（1）阴离子半径大于其原子半径，阳离子半径小于其原子半径；（2）同主族元素原子半径由上到大依次增大，同周期元素原子半径从左至右依次减小；（3）具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，半径越小。从以上比较规则不难看出，如果题目没有给出具体数据，则对于微粒半径的比较原则可以统一为：先看电子层数，层数越多半径越大；当层数相同时看核电荷数，核电荷数越大半径越小；当层数和核电荷数都相同时看核外电子数，核外电子数越多半径越大。依据此原则可得答案：（1）P<Si<Na；（2）Al3+<Mg2+<O2-；（3）Ca2+<Ca<Ba2+；（4）F<F-<Cl-；（5）Si<Sn<Pb。在巧解巧算中简约思维。例8．硅元素有28Si、29Si、30Si三种同位素，硅的近似原子量为，自然界中28Si的含量为92%，则29Si与30Si的原子个数比为多少？硅的近似原子量比28多是由29Si和30Si引起的，可先用极端求值法分别求出29Si和30Si引起的增量：若除28Si外全部是29Si（含量8%），则引起增量为；若除28Si外全部是30Si，则引起增量为（2×8%），然后再用十字交叉法求得原子个数比。本题从题干表面看是三种同位素的问题，经分析可剔除已知的28Si的含量92%后又是两两混合，把思维进行了简约，然后利用极端求值、十字交叉等巧算法得解。经常性地研究探索解题方法与技巧，使之成为一种思维体操，对于提高思维的敏捷性十分有益。例9．下列各量子数哪些是不合理的?为什么?(1)n=1，l=1，m=0(2)n=2，l=0，m=±1(3)n=3，l=3，m=±3(4)n=2，l=1，m=0解：(1)不合理，因为n，l的合理关系为l<n(2)不合理，因为l，m的合理关系为-l≤m≤l(3)不合理，因为n，l的合关系为l<n(4)合理例10下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（）A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大分析电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故选项A错误。原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项B错误。无论能层序数n怎样变化，每个p能级都是3个原子轨道且相互垂直，故选项C错误。由于按1p、2p、3p……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。答案D例11已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式（即电子排布图），其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（）ABCD分析由构造原理可知E(4s)＜E(3d)，而选项A、B中E(3d)＜E(4s)。洪特规则指出：“电子排布在同一能级的不同轨道时优单独占据一个轨道，且自旋方向相同”而选项A中未单独占据一个轨道，选项C中虽然单独占据一个轨道但自旋方向不相同。根据泡利原理：“1个原子轨道里最多可容纳2个自旋方向相反的电子”而选项B中的s轨道的自旋方向相同。答案D例12若某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（）A．该元素基态原子中共有3个电子B．该元素原子核